EP1838548A1 - Systeme de controle longitudinal d'une voiture - Google Patents

Systeme de controle longitudinal d'une voiture

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Publication number
EP1838548A1
EP1838548A1 EP06709399A EP06709399A EP1838548A1 EP 1838548 A1 EP1838548 A1 EP 1838548A1 EP 06709399 A EP06709399 A EP 06709399A EP 06709399 A EP06709399 A EP 06709399A EP 1838548 A1 EP1838548 A1 EP 1838548A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
loop
acceleration
distance
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06709399A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lionel Cordesses
Andreea Enache
Didier Martinez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1838548A1 publication Critical patent/EP1838548A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B60W10/184—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems with wheel brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12—Brake pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/106—Longitudinal acceleration

Definitions

  • the present invention relates to a longitudinal control system of a car.
  • the evolution of the techniques decided by the applicant in particular the evolution of the braking system towards a decoupled operation, in the sense that any mechanical connection is replaced by electric wires, and the hybridization of the powertrain (GMP), encourages to review the architecture of the control laws that currently exist on the vehicle.
  • the invention proposes a high-level control architecture that provides the necessary instructions for controlling the various vehicle components, the braking system and the motor, for example.
  • the tendency of car manufacturers to remove as much as possible the mechanical links between the vehicle components imposes a reflection on the control laws that will replace them.
  • the present invention is a control architecture. It is based on a servo of different sizes useful to the driver. This is the acceleration of the vehicle, its speed and the distance to another vehicle or obstacle. The role of this servo is to provide the right commands to be able to drive the automobile bodies from the instruction given by the driver.
  • Closed loop control has been preferred over open loop control for several reasons.
  • Closed-loop control has the advantage of reducing the number of maps currently used for open-loop control of actuators (organs). The settings are simplified. The closed-loop control minimizes the effect of wear or dispersion of the characteristics of the organs on the behavior of the vehicle. A study of the state of the art reinforces the idea that a new reflection on the control of the longitudinal control actuator (s) of the vehicle is necessary.
  • the document describes a control system for a vehicle having in its structure a multitude of actuators to drive (brakes, steering, engine and gearbox).
  • This control system comprises several blocks.
  • a first block performs the conversion of the instructions of the driver (shift, pressing the accelerator pedal or brake, taking a turn) in raw signals which will in turn processed and corrected by a second block.
  • This second block performs a predictive function and has the role of informing the driver if an anomaly is detected. For example, if the driver takes a turn with a speed too high, this block is supposed to warn and possibly act on the brakes.
  • This second block then communicates with a third which has a function of "reaction”. The role of this third block is to react in critical situations.
  • a fourth block receives as input signals the instructions of the third block. It is this block that will then provide instructions for the body to drive the actuators. The last block indicates the need to provide correct organ commands from a setpoint. However, the document did not detail the blocks would achieve this goal.
  • FRIEDRICHSHAFEN "Method of controlling motor vehicle drive system especially automatic transmission, involves using look-ahead variables for taking action on the vehicle systems"
  • the solution proposed in this document lies in the area of prevention and prediction. This is to determine the environment, the driving conditions, the position in order to better control the vehicle.
  • each car longitudinal control service is implemented in its calculator.
  • Each calculator has its maps, its own settings. The addition of a new service does not reuse the settings already made for other services.
  • the invention overcomes this problem.
  • the invention relates to a car longitudinal control system, the vehicle comprising at least one longitudinal control actuator providing torque decoupled type.
  • the system of the invention is characterized in that it comprises: means for producing at least one servo control setpoint on the basis of a longitudinal control setpoint,
  • the proposed solution applies to vehicles in which at least one actuator providing positive or negative torque is decoupled.
  • control system comprises a module that interprets the action of the driver to provide an input command of the servo and that this longitudinal control instruction is delivered in the form of an acceleration, d a speed or distance.
  • the means for producing at least one servo command means includes means for generating servo output signals in the form of acceleration, velocity and / or distance.
  • the means for converting at least one of said servo instructions to instructions for least said longitudinal control actuator includes means for generating at least one of the following:
  • the means for producing at least one servo setpoint comprises from one to three interleaved loops, among which: a first acceleration loop, a second speed loop and a third distance loop, so as to execute a effective longitudinal control of the vehicle.
  • the first acceleration loop comprises means for adjusting the servo parameters in order to check predetermined ergonomic specifications.
  • the second speed loop comprises means for adjusting the servo parameters in order to easily implement the conventional control of the vehicle on the basis of the detection of the state of the brake pedal and / or the accelerator pedal.
  • the servo parameter setting means for the second speed loop cooperates with a speed controller, a speed limiter, a hill start assist device and / or a speed control device. preventing the exit of the track, a vehicle tracking device, and / or a cap driving device.
  • the servo parameter setting means for the second speed loop adapts a speed control based on the speed control.
  • the limitation is made thanks to a speed saturation module.
  • the means for adjusting the servo parameters for the second loop in speed adapts the speed to the path of the vehicle and its environment.
  • the servo parameter setting means for the third distance loop cooperates with a vehicle tracking device, and / or a plug driving aid.
  • the servo parameter setting means for the third distance loop accommodates shorter time constants.
  • control interface for producing a set distance between vehicles
  • a module for producing a remote control law a module for producing a saturation law in speed
  • a module for executing an acceleration saturation law a module for executing an acceleration control law, at least one means for measuring acceleration, speed and / or distance parameters to the vehicle followed by the slave vehicle,
  • control system comprises: sensors or estimates of the quantities to be enslaved
  • control system for producing the acceleration loop comprises:
  • control system for realizing the speed loop comprises:
  • control system for carrying out the distance loop comprises:
  • control system comprises two sensors that provide the distance with respect to a target and the speed of the vehicle, a calculator whose function is to ensure the execution of the control laws and possibly to communicate to the actuators their setpoints, a set distance provided by a system that interprets the action of the driver and a set speed.
  • control system comprises three sensors, one for each variable to be enslaved (distance, speed, acceleration), the computer, which has the same function as in the first mode, and a setpoint in distance, in speed or in acceleration.
  • FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of a longitudinal control system according to the invention.
  • FIG. 2 is a diagram representing the frequency response of the system of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a longitudinal control system according to the invention
  • the input of the servo is a command provided by a module that interprets the action of the driver, for example on the brake pedals and accelerator.
  • This longitudinal control setpoint is delivered in the form of an acceleration, a speed or a distance.
  • the outputs of the servo are also an acceleration, a speed and / or a distance.
  • the proposed solution is a servo which has from one to three nested loops. It is a first loop in acceleration, a second loop in speed and a third loop in distance. These three sizes make it possible, whatever the environment, to carry out an effective longitudinal control of the vehicle.
  • the longitudinal control system makes it possible to adjust the parameters of the servocontrol in order to check a predetermined ergonomic specification.
  • the longitudinal control system makes it easy to implement the conventional control of the vehicle (brake pedal and accelerator pedal).
  • the speed regulation is made thanks to the speed control.
  • the speed limiter (LV) the limitation is made thanks to the saturation speed. In the same way, the speed back can be useful in the case of hill start assistance. Lane Keeping is possible by adapting the speed to the path of the vehicle and its environment.
  • Remote servoing is very useful for adaptive vehicle tracking services.
  • Cruise Control ACC
  • the longitudinal control system of the invention provides a cap driving aid.
  • the major advantage of this architecture is that it allows to realize all the functions currently implemented on several dedicated computers, and thus reduce costs and facilitate the implementation of new services on the vehicle.
  • v and dist respectively acceleration, speed and distance to the vehicle followed by the slave vehicle, parameters measured by a vehicle tracking system 1 0.
  • FIG. 2 the order of magnitude of the response times 1 5, 1 7 and 1 9 of the three interleaved loops is shown, respectively the third loop in distance on the combiner. 2, the second loop in speed on the combiner 5, the first loop in acceleration on the combiner 8.
  • the architecture of the longitudinal control system of the invention consists of three nested loops, a representation of which is given in FIG.
  • a speed sensor a computer (the same as for the acceleration loop), speed setpoint provided by a module that interprets the action of the driver.
  • a first embodiment comprising two sensors that provide the distance to a target and the speed of the vehicle, a computer whose function is to ensure the execution of the control laws and possibly to communicate to the actuators their instructions, a set of distance provided by a system that interprets the action of the driver and a set speed.
  • Another more expensive embodiment consists of three sensors, one for each variable to be enslaved (distance, speed, acceleration), the computer, which has the same function as in the first mode, and a setpoint in distance, in speed or in acceleration.
  • the longitudinal control system has the third distance loop. If the longitudinal control system incorporates only a limiter and a speed controller, the control system of the invention is reduced to a servocontrol in speed and acceleration, without the third loop distance.
  • the calculator and the instructions will be the same as for the other embodiments already described.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un système de contrôle longitudinal d'une voiture. Le système comporte un asservissement qui comporte de une à trois boucles imbriquées. Il s'agit d'une première boucle en accélération (a, 8-10), une deuxième boucle en vitesse (v, 5, 6, 10) et une troisième boucle en distance (d, 2, 3, 4). Ces trois grandeurs (a, v, d) permettent, quelque soit l'environnement, d'exécuter un contrôle longitudinal efficace du véhicule.

Description

"Système de contrôle longitudinal d'une voiture"
La présente invention concerne un système de contrôle longitudinal d'une voiture.
L'évolution des techniques décidée par le demandeur, en particulier l'évolution du système de freinage vers un fonctionnement découplé, dans le sens où toute liaison mécanique est remplacée par des fils électriques, et l'hybridation des groupes motopropulseur (GMP), incite à revoir l'architecture des lois de commande qui existent actuellement sur le véhicule. L'invention propose une architecture de commande de haut niveau qui fournit les consignes nécessaires pour piloter les différents organes du véhicule, le système de freinage et le moteur par exemple. Par ailleurs, la tendance des constructeurs automobiles à supprimer le plus possible les liaisons mécaniques entre les organes du véhicule impose une réflexion sur les lois de commande qui vont les remplacer.
La présente invention est une architecture de commande. Elle repose sur un asservissement de différentes grandeurs utiles au conducteur. Il s'agit de l'accélération du véhicule, de sa vitesse et de la distance par rapport à un autre véhicule ou un obstacle. Le rôle de cet asservissement est de fournir les bonnes commandes pour pouvoir piloter les organes de l'automobile à partir de la consigne donnée par le conducteur.
Le pilotage en boucle fermée a été préféré à un pilotage en boucle ouverte pour plusieurs raisons.
Le pilotage en boucle fermée présente l'avantage de réduire le nombre de cartographies utilisées actuellement pour le pilotage en boucle ouverte des actionneurs (organes). Les réglages en sont simplifiés. Le pilotage en boucle fermée permet de minimiser l'effet de l'usure ou de la dispersion des caractéristiques des organes sur le comportement du véhicule. Une étude de l'état de la technique renforce l'idée qu'une nouvelle réflexion sur le pilotage du ou des actionneurs de contrôle longitudinal du véhicule est nécessaire.
Particulièrement, un tel besoin est exprimé dans le document US-A-6.665.596 au nom de Daimler Chrysler AG, "Vehicle control System and method for controlling vehicle".
Le document décrit un système de contrôle pour un véhicule ayant dans sa structure une multitude d'actionneurs à piloter (les freins, la direction, le moteur et la boîte à vitesses). Ce système de contrôle comprend plusieurs blocs. Un premier bloc réalise la conversion des consignes du conducteur (changement de rapport, appui sur la pédale d'accélérateur ou de frein, prise d'un virage) en signaux bruts qui seront à leur tour traités et corrigés par un second bloc. Ce deuxième bloc réalise une fonction prédictive et a le rôle d'informer le conducteur si une anomalie est détectée. Par exemple, si le conducteur prend un virage avec une vitesse trop élevée, ce bloc est censé avertir et éventuellement agir sur les freins. Ce second bloc ensuite communique avec un troisième qui a plutôt une fonction de « réaction ». Le rôle de ce troisième bloc étant de réagir dans des situations critiques. Un quatrième bloc reçoit comme signaux d'entrée les consignes du troisième bloc. C'est ce bloc qui va ensuite fournir des consignes pour l'organe pour piloter les actionneurs. Le dernier bloc indique le besoin de fournir des commandes correctes des organes à partir d'une consigne. Cependant, le document n'a pas détaillé les blocs permettraient d'atteindre cet objectif.
Un deuxième document est la demande internationale WO-A-01 /62537 proposé par ZAHNRADEFABRICK
FRIEDRICHSHAFEN, "Method of controlling motor vehicle drive System especially automatic transmission, involves using look- ahead variables for taking action on the vehicle Systems"
La solution proposée dans ce document tient du domaine de la prévention et de la prédiction. Il s'agit de déterminer l'environnement, les conditions de conduite, la position de manière à mieux contrôler le véhicule.
Dans l'état de la technique, chaque prestation de contrôle longitudinal de voiture est implantée dans son calculateur. Chaque calculateur possède ses cartographies, ses réglages propres. L'ajout d'une nouvelle prestation ne réutilise donc pas les réglages déjà effectués pour les autres prestations.
La présente invention remédie à ce problème. En effet, l'invention concerne un système de contrôle longitudinal de voiture, le véhicule comportant au moins un actionneur de contrôle longitudinal fournissant du couple de type découplé. Le système de l'invention se caractérise en ce qu'il comporte : un moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement sur la base d'une consigne de contrôle longitudinal,
- un moyen pour convertir au moins une des dites consignes d'asservissement en différentes consignes pour au moins ledit actionneur découplé de contrôle longitudinal.
La solution proposée s'applique aux véhicules dont au moins un actionneur fournissant du couple positif ou négatif est découplé.
Elle présente l'avantage de pouvoir se décliner en plusieurs versions.
Selon un autre aspect, le système de contrôle comporte un module qui interprète l'action du conducteur pour fournir une consigne d'entrée de l'asservissement et en ce que cette consigne de contrôle longitudinal est délivrée sous la forme d'une accélération, d'une vitesse ou d'une distance.
Selon un autre aspect, le moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement comporte un moyen pour produire des signaux de sortie de l'asservissement sous forme d'une accélération, d'une vitesse et/ou d'une distance.
Selon un autre aspect, le moyen pour convertir au moins une des dites consignes d'asservissement en consignes pour au moins ledit actionneur de contrôle longitudinal comporte un moyen pour produire au moins l'une des consignes suivantes :
- une consigne en couple, vitesse ou ange papillon s'il s'agit de piloter un moteur thermique à explosions comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en pression ou couple de freinage s'il s'agit de piloter le frein principal ou le frein de parking comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en courant s'il s'agit d'un moteur électrique comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en puissance pour l'actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- toute grandeur pour piloter le ou les actionneurs de contrôle longitudinal découplé. Selon un autre aspect, le moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement comporte de une à trois boucles imbriquées, parmi lesquelles : une première boucle en accélération , une deuxième boucle en vitesse et une troisième boucle en distance, de manière à exécuter un contrôle longitudinal efficace du véhicule.
Selon un autre aspect, la première boucle en accélération comporte un moyen de réglage des paramètres de l'asservissement afin de vérifier un cahier des charges ergonomique prédéterminé. Selon un autre aspect, la seconde boucle en vitesse comporte un moyen de réglage des paramètres de l'asservissement afin d'implémenter facilement le pilotage classique du véhicule sur la base de la détection de l'état de la pédale de frein et/ou de la pédale d'accélérateur. Selon un autre aspect, le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse coopère avec un régulateur de vitesse, un limiteur de vitesse, un dispositif d'assistance au démarrage en côte et/ou un dispositif de prévention de la sortie de la voie, un dispositif de suivi de véhicules, et/ou un dispositif d'aide à la conduite en bouchon.
Selon un autre aspect, dans le cas d'un régulateur de vitesse, le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse adapte une régulation en vitesse sur la base de l'asservissement en vitesse.
Selon un autre aspect, dans le cas d'un limiteur de vitesse, la limitation est faite grâce à un module de saturation en vitesse.
Selon un autre aspect, dans le cas d'un dispositif de prévention de la sortie de la voie, le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse adapte la vitesse à la trajectoire du véhicule et à son environnement.
Selon un autre aspect, le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la troisième boucle en distance coopère avec un dispositif de suivi de véhicules, et/ou un dispositif d'aide à la conduite en bouchon.
Selon un autre aspect, dans le cas d'un dispositif d'aide à la conduite en bouchon, le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la troisième boucle en distance adapte des constantes de temps plus courtes.
Selon un autre aspect, pour réaliser la totalité des fonctions actuellement implantées sur plusieurs calculateurs dédiés, et donc de réduire les coûts et de faciliter l'implantation des nouvelles prestations sur le véhicule, il comporte séparément ou en combinaison au moins l'un des moyens suivants :
- une interface de commande pour produire une consigne de distance entre véhicules,
- un module pour produire une loi de commande en distance, - un module pour produire une loi de saturation en vitesse,
- un module pour exécuter une loi de commande en vitesse,
- un module pour exécuter une loi de saturation en accélération , - un module pour exécuter une loi de commande en accélération , au moins un moyen de mesure de paramètres d'accélération, de vitesse et/ou de distance au véhicule suivi du véhicule asservi,
- des combinateurs respectifs, de façon à constituer la première boucle en accélération, la seconde boucle en vitesse et/ou la troisième boucle en distance.
Selon un autre aspect, le système de contrôle comporte : - des capteurs ou des estimations des grandeurs à asservir,
- un calculateur pour implémenter et exécuter les lois de commande,
- des consignes.
Selon un autre aspect, le système de contrôle pour la réalisation de la boucle d'accélération comporte :
- un capteur qui fournit directement l'accélération ou un capteur de toute autre grandeur qui, après un traitement, permet d'obtenir l'accélération ,
- des consignes en accélération ou autre grandeur qui après un traitement par le système de contrôle longitudinal, donnent une consigne en accélération.
Selon un autre aspect, le système de contrôle pour la réalisation de la boucle de vitesse, comporte :
- un capteur de vitesse, - un calculateur (le même que pour la boucle d'accélération),
- consigne en vitesse fournie par un module qui interprète l'action du conducteur.
Selon un autre aspect, le système de contrôle pour la réalisation de la boucle de distance, comporte :
- un système de mesure de distance à une cible, fixe ou non ,
- un calculateur, par exemple le même pour les trois boucles,
- une consigne fournie par un module qui interprète l'action du conducteur. Selon un autre aspect, le système de contrôle comporte deux capteurs qui fournissent la distance par rapport à une cible et la vitesse du véhicule, un calculateur qui a comme fonction d'assurer l'exécution des lois de commande et éventuellement de communiquer aux actionneurs leurs consignes, une consigne en distance fournie par un système qui interprète l'action du conducteur et une consigne en vitesse.
Selon un autre aspect, le système de contrôle comporte trois capteurs, un pour chaque grandeur à asservir (distance, vitesse, accélération) , le calculateur, qui a la même fonction que dans le premier mode, et une consigne en distance, en vitesse ou en accélération .
D'autres avantages et caractéristiques seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est un schéma bloc d'un mode de réalisation d'un système de contrôle longitudinal selon l'invention ;
- la figure 2 est un diagramme représentant la réponse fréquentielle du système de la figure 1 . A la figure 1 , on a représenté un schéma bloc d'un système de contrôle longitudinal selon l'invention,
L'entrée de l'asservissement est une consigne fournie par un module qui interprète l'action du conducteur, par exemple sur les pédales de frein et d'accélérateur. Cette consigne de contrôle longitudinal est délivrée sous la forme d'une accélération , d'une vitesse ou d'une distance.
Les sorties de l'asservissement sont également une accélération , une vitesse et/ou une distance.
Celles-ci seront ensuite converties en différentes consignes pour les organes via un système prévu dans ce but. Celles-ci peuvent être :
- une consigne en couple, vitesse ou angle papillon s'il s'agit de piloter un moteur thermique à explosions comme actionneur de contrôle longitudinal découplé, - une consigne en pression ou couple de freinage s'il s'agit de piloter le frein principal ou le frein de parking comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en courant s'il s'agit d'un moteur électrique comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en puissance pour l'actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- toute grandeur qui nous permet de piloter le ou les actionneurs de contrôle longitudinal découplé. La solution proposée est un asservissement qui comporte de une à trois boucles imbriquées. Il s'agit d'une première boucle en accélération, une deuxième boucle en vitesse et une troisième boucle en distance. Ces trois grandeurs permettent, quelque soit l'environnement, d'exécuter un contrôle longitudinal efficace du véhicule.
Avec la première boucle en accélération qui réalise un bouclage en accélération , le système de contrôle longitudinal permet de régler les paramètres de l'asservissement afin de vérifier un cahier des charges ergonomique prédéterminé. Avec la seconde boucle en vitesse qui réalise un bouclage en retour en vitesse, le système de contrôle longitudinal permet d'implanter facilement le pilotage classique du véhicule (pédale de frein et pédale d'accélérateur). Des exemples d'application de ce bouclage en vitesse sont le régulateur de vitesse (RV) et le limiteur de vitesse (LV) . Ainsi , dans le cas d'un régulateur de vitesse (RV) , la régulation en vitesse est faite grâce à l'asservissement en vitesse. En ce qui concerne le limiteur de vitesse (LV), la limitation est faite grâce à la saturation en vitesse. De la même manière, le retour en vitesse peut être utile dans le cas d'une assistance au démarrage en côte. La prévention de la sortie de la voie (Lane Keeping) est possible en adaptant la vitesse à la trajectoire du véhicule et à son environnement.
L'asservissement en distance est très utile en ce qui concerne les prestations de type suivi de véhicules Adaptative Cruise Control (ACC). En imposant des constantes de temps plus courtes, le système de contrôle longitudinal de l'invention permet de fournir une aide à la conduite en bouchon.
L'avantage majeur de cette architecture est qu'elle permet de réaliser la totalité des fonctions actuellement implantées sur plusieurs calculateurs dédiés, et donc de réduire les coûts et de faciliter l'implantation des nouvelles prestations sur le véhicule.
A la figure 1 , on a représenté ci-dessus :
- dist* la consigne de distance entre véhicules (mode Adaptative Cruise Control ACC), qui est produite par une interface de commande 1 ,
- Kd/Sf la loi de commande de I1ACC, exécutée par son module 3 ,
- satv la saturation en vitesse (mode limiteur de vitesse), exécutée par son module 4,
- v* est la consigne de vitesse, fournie à l'entrée d'un combinateur 5,
- Kvιt la loi de commande en vitesse, exécutée par son module 6, - sata la saturation en accélération (réglage du confort de conduite) exécutée par son module 7,
- Kaccei la loi de commande en accélération , exécutée par son module 9,
- a, v et dist respectivement l'accélération, la vitesse et la distance au véhicule suivi du véhicule asservi, paramètres mesurés par un système de suivi de véhicule 1 0.
Ces trois paramètres sont retournés à des entrées convenables de trois combinateurs respectifs 2 , 5 et 8, de façon à constituer la première boucle en accélération (combinateur 8), la seconde boucle en vitesse (combinateur 5) et/ou la troisième boucle en distance (combinateur 2).
A la figure 2, on a représenté l'ordre de grandeur des temps de réponse 1 5, 1 7 et 1 9 des trois boucles imbriquées, respectivement la troisième boucle en distance sur le combinateur 2, la seconde boucle en vitesse sur le combinateur 5, la première boucle en accélération sur le combinateur 8.
L'architecture du système de contrôle longitudinal de l'invention est constituée de trois boucles imbriquées, dont une représentation est donnée dans la figure 1 .
Pour la réalisation de l'asservissement, il est nécessaire de disposer :
- des capteurs ou des estimations des grandeurs à asservir,
- d'un calculateur pour implémenter et exécuter les lois de commande,
- des consignes.
Pour la réalisation de la boucle d'accélération , il est nécessaire de disposer de :
- un capteur qui fourni directement l'accélération ou un capteur de toute autre grandeur qui , après un traitement, permet d'obtenir l'accélération 12 ,
- consignes en accélération ou autre grandeur qui après un traitement par le système de contrôle longitudinal , donnent une consigne en accélération . Pour la réalisation de la boucle de vitesse, il est nécessaire de disposer de :
- un capteur de vitesse, un calculateur (le même que pour la boucle d'accélération), - consigne en vitesse fournie par un module qui interprète l'action du conducteur.
Pour la réalisation de la boucle de distance, il est nécessaire de disposer de :
- un système de mesure de distance à une cible, fixe ou non , - un calculateur, par exemple le même pour les trois boucles,
- une consigne fournie par un module qui interprète l'action du conducteur. Selon le nombre de capteurs utilisés dans le système de contrôle longitudinal et selon les prestations implantées, il est possible de réaliser plusieurs modes de réalisation.
Un premier mode de réalisation comprenant deux capteurs qui fournissent la distance par rapport à une cible et la vitesse du véhicule, un calculateur qui a comme fonction d'assurer l'exécution des lois de commande et éventuellement de communiquer aux actionneurs leurs consignes, une consigne en distance fournie par un système qui interprète l'action du conducteur et une consigne en vitesse.
Un autre mode de réalisation plus cher, consiste en trois capteurs, un pour chaque grandeur à asservir (distance, vitesse, accélération), le calculateur, qui a la même fonction que dans le premier mode, et une consigne en distance, en vitesse ou en accélération.
D'autres modes de réalisation peuvent se décliner en fonction des prestations implantées. Si, par exemple, le véhicule ne bénéficie pas d'une prestation ACC, alors le système de contrôle longitudinal comporte la troisième boucle de distance. Si le système de contrôle longitudinal intègre seulement un limiteur et un régulateur de vitesse, le système de contrôle de l'invention est réduit à un asservissement en vitesse et en accélération, sans la troisième boucle en distance. Bien sûr, le calculateur et les consignes seront les mêmes que pour les autres modes de réalisation déjà décrits.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de contrôle longitudinal de voiture, le véhicule comportant au moins un actionneur de contrôle longitudinal fournissant du couple de type découplé, du genre qui comporte : - un moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement sur la base d'une consigne de contrôle longitudinal,
- un moyen pour convertir au moins une des dites consignes d'asservissement en différentes consignes pour au moins ledit actionneur découplé de contrôle longitudinal ; caractérisé en ce que le moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement comporte de une à trois boucles imbriquées, parmi lesquelles : une première boucle en accélération, une deuxième boucle en vitesse et une troisième boucle en distance, de manière à exécuter un contrôle longitudinal efficace du véhicule.
2 - Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un module qui interprète l'action du conducteur pour fournir une consigne d'entrée de l'asservissement et en ce que cette consigne de contrôle longitudinal est délivrée sous la forme d'une accélération, d'une vitesse ou d'une distance.
3 - Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen pour produire au moins une consigne d'asservissement comporte un moyen pour produire des signaux de sortie de l'asservissement sous forme d'une accélération, d'une vitesse et/ou d'une distance.
4 - Système selon la revendication 1 et la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen pour convertir au moins une des dites consignes d'asservissement en consignes pour au moins ledit actionneur de contrôle longitudinal comporte un moyen pour produire au moins l'une des consignes suivantes :
- une consigne en couple, vitesse ou ange papillon s'il s'agit de piloter un moteur thermique à explosions comme actionneur de contrôle longitudinal découplé, - une consigne en pression ou couple de freinage s'il s'agit de piloter le frein principal ou le frein de parking comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en courant s'il s'agit d'un moteur électrique comme actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- une consigne en puissance pour l'actionneur de contrôle longitudinal découplé,
- toute grandeur pour piloter le ou les actionneurs de contrôle longitudinal découplé. 5 - Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la première boucle en accélération comporte un moyen de réglage des paramètres de l'asservissement afin de vérifier un cahier des charges ergonomique prédéterminé.
6 - Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la seconde boucle en vitesse comporte un moyen de réglage des paramètres de l'asservissement afin d'implémenter facilement le pilotage classique du véhicule sur la base de la détection de l'état de la pédale de frein et/ou de la pédale d'accélérateur.
7 - Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse coopère avec un régulateur de vitesse (RV), un limiteur de vitesse (LV), un dispositif d'assistance au démarrage en côte et/ou un dispositif de prévention de la sortie de la voie, un dispositif de suivi de véhicules, et/ou un dispositif d'aide à la conduite en bouchon.
8 - Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'un régulateur de vitesse (RV), le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse adapte une régulation en vitesse sur la base de l'asservissement en vitesse.
9 - Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'un limiteur de vitesse (LV), la limitation est faite grâce à un module de saturation en vitesse. 1 0 - Système selon la revend ication 7, caractérisé en ce q ue, dans le cas d'un dispositif de prévention de la sortie de la voie (Lane Keeping), le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la seconde boucle en vitesse adapte la vitesse à la trajectoire du véhicule et à son environnement.
1 1 - Système selon la revend ication 6, caractérisé en ce que le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la troisième boucle en d istance coopère avec un dispositif de suivi de véhicules, et/ou un d ispositif d'aide à la cond uite en bouchon. 12 - Système selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que, dans le cas d'un d ispositif d'aide à la cond uite en bouchon , le moyen de réglage des paramètres de l'asservissement pour la troisième boucle en distance adapte des constantes de temps plus courtes. 1 3 - Système selon au moins l'une quelconq ue des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour réaliser la totalité des fonctions actuellement implantées sur plusieurs calculateurs déd iés, et donc de réd uire les coûts et de faciliter l'implantation des nouvelles prestations sur le véhicule, il comporte séparément ou en combinaison au moins l' un des moyens suivants :
- une interface de commande (1 ) pour prod u ire une consigne de d istance entre véhicules {dist*),
- un module (3) pour prod uire une loi de commande en d istance (Kd,sf),
- un module (4) pour produire une loi de saturation en vitesse {satv),
- un module (6) pour exécuter une loi de commande en vitesse (Kvιt ), - un module (7) pour exécuter une loi de saturation en accélération (sata),
- un mod u le (9) pour exécuter une loi de commande en accélération (Kaccéι), - au moins un moyen de mesure ( 10) de paramètres d'accélération, de vitesse et/ou de distance au véhicule suivi du véhicule asservi a, v et dist respectivement,
- des combinateurs respectifs (2, 5 et/ou 8), de façon à constituer la première boucle en accélération (combinateur 8), la seconde boucle en vitesse (combinateur 5) et/ou la troisième boucle en distance (combinateur 2).
14 - Système selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte : - des capteurs ou des estimations des grandeurs à asservir,
- un calculateur pour implémenter et exécuter les lois de commande,
- des consignes.
15 - Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que pour la réalisation de la boucle d'accélération, il comporte :
- un capteur qui fournit directement l'accélération ou un capteur de toute autre grandeur qui, après un traitement, permet d'obtenir l'accélération 12,
- des consignes en accélération ou autre grandeur qui après un traitement par le système de contrôle longitudinal, donnent une consigne en accélération.
16 - Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que pour la réalisation de la boucle de vitesse, il comporte :
- un capteur de vitesse, - un calculateur (le même que pour la boucle d'accélération),
- consigne en vitesse fournie par un module qui interprète l'action du conducteur.
17 - Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que pour la réalisation de la boucle de distance, il comporte : - un système de mesure de distance à une cible, fixe ou non,
- un calculateur, par exemple le même pour les trois boucles,
- une consigne fournie par un module qui interprète l'action du conducteur. 18 - Système selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte deux capteurs qui fournissent la distance par rapport à une cible et la vitesse du véhicule, un calculateur qui a comme fonction d'assurer l'exécution des lois de commande et éventuellement de communiquer aux actionneurs leurs consignes, une consigne en distance fournie par un système qui interprète l'action du conducteur et une consigne en vitesse.
19 - Système selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte trois capteurs, un pour chaque grandeur à asservir (distance, vitesse, accélération), le calculateur, qui a la même fonction que dans le premier mode, et une consigne en distance, en vitesse ou en accélération.
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